“物理光學”課程思政教學研究與實踐探索

［摘 要］ 將思政教育元素融入專業課程中，實現協同育人，著重培養大學生的理想信念、價值取向、社會責任感，提升文化自信與民族自豪感，使學生成為德才兼備、全面發展的人才。“物理光學”作為光電類專業學生的專業基礎課，在課程體系中起著承上啟下的作用。依據課程特點，結合“天問一號”深空探測器工程實例，開展“物理光學”課程思政教學研究與實踐探索工作。將課程思政元素融入課程知識點，配合工程實例設計教學案例并開展實踐教學。實踐教學結果表明，“物理光學”課程將專業理論教學與課程思政有效結合，充分發揮了其專業基礎作用及德育作用，進一步通過“物理光學”課程實現了育人育才的教學目的。

［關鍵詞］ 物理光學；思想政治教育；實踐；教學

［基金項目］ 2021年度教育部產學合作協同育人項目“產學合作育人模式下的電子工藝實踐課程教學改革”（220903806051637）；2023年度無錫學院教改研究課題“協同育人機制下光電特色思政課程教學改革研究”（XYJG2023050）

［作者簡介］ 朱 碩（1986—），女，吉林長春人，工學博士，無錫學院電子信息工程學院副教授，碩士生導師（通信作者），主要從事電子信息類研究；王 偉（1984—），男，江蘇泰州人，工學博士，無錫學院電子信息工程學院副教授，碩士生導師，主要從事協同育人機制研究；武 麗（1983—），女，江蘇東臺人，工學碩士，無錫學院電子信息工程學院副教授，碩士生導師，主要從事電子信息類教育改革研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）42-0123-05 ［收稿日期］ 2023-05-22

黨的二十大報告指出，教育是國之大計、黨之大計［1］。在高校育人過程中，不僅要通過教育提高學生的科學知識水平，也要注重培養學生的思想道德素養。在新的教育發展形勢要求下，堅持把立德樹人作為根本任務，使學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，將思想政治教育貫穿教育教學全過程，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人［2-3］。因此，高校在專業課程教學過程中，需要充分挖掘各類與課程相關的思想政治元素，在為國家培養專業人才的同時，發揮好課程育人作用，全面提高人才培養質量。

“物理光學”課程作為光電類專業學生的一門專業基礎課程，主要內容包括光的本質、光的傳播規律、光與物質相互作用的規律等，在課程體系中起到承上啟下的作用。本課程可為學生后續學習專業課程打下基礎，是培養具備分析、解決實際問題能力的光電信息技術類專業人才的重要課程［4-5］。“物理光學”課程涉及的學科領域較多，與當代科技結合緊密，蘊含著豐富的思政教育元素，通過不斷挖掘及研究，正確、恰當地運用思政元素，可以充分發揮本門課程的思想政治教育功能，培養學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，進一步使學生具備實事求是、勇于探索、頑強拼搏等精神。

“天問一號”是執行我國首次火星探測任務的探測器，研制過程中離不開“物理光學”課程中涉及的基礎知識，如光的干涉、光的衍射、光譜定標等［6-7］。“天問一號”探測器工程實例適合用于開展“物理光學”課程中專業知識相關的思政內容的研究與設計［8］。

根據“物理光學”課程特點，針對不同的知識點內容，結合“天問一號”深空探測器工程案例，分析、探索其中包含的思政元素，將思政元素運用到“物理光學”實際課程教學工作中。在授課過程中，注重專業理論知識與思政元素的有機結合，使學生在課程學習過程中，掌握專業領域中涉及的基礎知識的同時，通過教學案例中的課程思政內容，提升學生的文化自信、民族自豪感，培養學生的愛國主義情懷以及鍥而不舍、科學求實、團結協作和無私奉獻的精神。

一、課程思政元素挖掘與教學設計

（一）思政元素的挖掘

1.傳統文化思政元素。“天問一號”項目名稱源于屈原長詩《天問》，寓意探求科學真理征途漫漫，追求科技創新永無止境［9］。《天問》長詩中對天地離分、陰陽變化、日月星辰等自然現象、神話傳說以及歷史故事等提出一系列追問，表達了古人對于宇宙、真理、神話的探索精神。兩千年前，古人對未知的宇宙發出追問，兩千年后，火星探測器取名天問，表達了中華民族對真理追求的堅韌與執著，體現了中華民族文化理想的傳承以及對自然和宇宙空間探索的文化傳承。將此傳統文化內容作為思政元素融入“物理光學”課程中，有助于提升學生的文化自信，增強民族自信感［10］。

2.航天精神思政元素。中華民族對自然和宇宙空間探索的文化傳承深入“血脈”，“天問一號”探測器成功發射，標志著我國航天事業的又一次突破。從天宮、北斗、嫦娥到天和、天問，中國航天不斷創造新的歷史，經過艱苦奮斗，我國航天事業從無到有、從弱到強，成功地走出了一條披荊斬棘、自強不息的道路，積淀了深厚博大的航天文化，鑄就了中國航天精神。在“物理光學”課程中，通過引入“天問一號”火星探測器教學案例，可以使學生直觀了解物理光學知識內容在科技領域中的應用，學生在學習相關知識、了解我國先進科學技術手段、感受我國日益強大的同時，更要深刻體會、學習航天精神。航天精神引領著全體航天人砥礪奮進，一往無前；航天人無私奉獻的精神，鋪就了中國航天路，助推著中國航天夢。中國航天人攻堅克難、努力奮斗，實現了為國家爭光的奮斗目標。通過將航天精神作為思政元素融入課程學習，可以培養學生的愛國主義情懷、為國爭光的信念；培養學生奮力拼搏、敢于超越的進取意識；在學習與科研過程中勤于探索、勇于創新，具有科研精神；培養學生科學求實、嚴肅認真的工作作風，在遇到難題時能夠迎難而上，積極解決問題。同時，還可以培養學生團結協作的大局觀念，以及無私奉獻的崇高品質。

（二）課程思政教學設計

1.主要教學思路。依照本專業人才培養目標以及畢業要求，在明確“物理光學”課程目標的基礎上，為充分發揮課程的專業教育以及德育作用，對課程的教學過程及內容進行思考與研究，具體實施思路如圖1所示。首先，梳理“物理光學”課程中的知識點；其次，挖掘傳統文化思政元素、航天精神思政元素，組織知識點與思政元素的關系，使思政元素與課程知識點相契合，起到育人育才作用；最后，深入了解“天問一號”探測器中涉及的物理光學理論、知識及相關技術，并對其進行分析與總結，將實際工程應用與相關課程知識點及思政內容有機結合起來，從而完成教學方案與教學案例設計。

在教學過程中，以線下課堂教學為主，線上為學生擴展課程學習資料，根據課程內容設置投票、互動答題、布置并批改作業等。在講授知識點時，配合與知識點相關的“天問一號”中涉及的具體應用，使學生更深入地理解知識點內容，更為直觀地認知，不局限于書本內容。在學生了解該知識點發揮的作用后，有助于學生進一步掌握該知識點內容。在實驗或實際工作中，能夠更加靈活地運用該知識點。在教學案例講解過程中，通過發起投票或主題討論的方式，引導學生與教師交流、探討，調動學生參與課堂的積極性，激發學生學習本門課程的興趣。將“天問一號”項目名稱寓意、航天精神等思政內容不著痕跡地講授給學生，既讓學生掌握了課程內容，又培養了學生的愛國主義情懷、民族自信感。同時，培養學生在科研與實踐中理解問題、分析問題以及解決問題的能力。將迎難而上、堅忍不拔的精神潛移默化地融入思政教學過程，起到潤物無聲的效果，達成思政教學目標。

為進一步優化教學案例設計，提升思政教學效果，對思政教學成效進行考查與分析。一方面，在期末考試中增加課程思政題目，分數占總分數的10%～15%。題目結合國內外當前形勢、技術發展等考查學生對“物理光學”課程思政內容的理解及學習效果，從學生答題結果中，分析課程思政所取得的成效。另一方面，針對思政教學課程目標在調查問卷中設置問題，從問卷結果中進一步了解學生的理解與掌握情況，在今后的教學過程中把握重點，優化教學方法，完善教學案例，提升教學質量。

2.思政教學案例設計。根據課程思政教學思路，結合“物理光學”課程特點，圍繞課程主要知識點內容，力求提高思政元素與教學內容的契合度，將思政元素與專業知識點內容進行有機結合，開展實踐教學方案與案例的設計。主要思政教學案例如下：（1）課程緒論思政教學案例。在“物理光學”課程的緒論部分，重點介紹物理光學的發展歷程、物理光學在不同技術領域中的應用。其中，物理光學與天文、航空航天領域技術的發展密切相關，例如，空間遙感相機、“墨子號”衛星、500 m口徑球面射電望遠鏡等研制，尤其是我國成功發射的“天問一號”火星探測器，是我國深空探測的重要一步，具有重要意義。通過課程案例激發學生學習專業知識的熱情，引導學生樹立正確的人生觀、價值觀，提升學生的文化自信，增強學生民族自信感。（2）光在電介質面上的反射和折射思政教學案例。在本節中，主要通過光在電介質分界面上的連續條件，表示出反射波、折射波與入射波的振幅和相位關系的菲涅耳公式。菲涅爾公式是幫助分析光在遇到介質后傳播特性的重要分析公式，在對知識點內容及公式推導進行講解過程中，引入“天問一號”巡視器中的火星車表層探測雷達實例，幫助學生進一步理解菲涅耳公式的使用。通過引入“天問一號”工程實例，增加課程趣味性，活躍課堂氣氛，幫助學生理解知識點內容，培養學生的愛國主義情懷，培養學生努力拼搏、鍥而不舍、勇于創新的航天精神。（3）光學成像系統的衍射和分辨本領思政教學案例。在幾何光學中，一個物點經理想光學系統后成一個理想像點，但實際光學系統由于受成像光束寬度的限制，衍射效應不能忽略，所以實際光學系統對物點成像結果為一個衍射像斑。光學系統能夠分辨兩個很靠近的點物或物體的能力即為光學系統的成像分辨率，任何一個成像光學系統的分辨率都是有限的。火星環繞器中的高分辨率相機在距離火星表面約330～350 km高度拍攝的全色圖像，分辨率約0.7 m，實例內容與本節知識點密切相關。通過本案例，使學生學習中國航天人自力更生、艱苦奮斗、無私奉獻以及勇于攀登的航天精神。新時代大學生要從航天精神中汲取力量，負重前行，成就夢想。通過本教學案例增強學生的專業素養、政治素養；培養學生實事求是、嚴謹的工作作風；進一步使學生做到理論聯系實際，學以致用；在面對困難時，學生應具備知難而進、敢于超越的進取意識，以及不計個人得失、無私奉獻的品質。

通過以上“物理光學”思政教學內容，在教學過程中，根據實際教學內容的特點，將思政教學內容與知識點有機結合，既在課程講授中活躍課堂氛圍，增加師生之間互動，對學生思想方面加以引導，培養學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，提升學生對“物理光學”課程內容的學習興趣，促進學生更好地掌握課程內容，提升教學效果。

二、課程思政教學實踐效果分析

依照人才培養方案及課程教學大綱對2019級光電信息科學與工程專業的學生開展了“物理光學”課程的思政教學工作。為分析思政教學效果，教學團隊對近兩年的課程成績進行了分析，圖2給出了近兩年學生的期末考試成績情況。在題型及分值分布基本一致的情況下，2019級學生在課堂中開展思政教學，相較于2018級學生，期末考試成績的平均分有明顯提高，平均分達到78.9分。圖2（a）所示為2018級學生的成績分布情況，其中成績優秀占比3%，良好占比25%，中等占比32%，及格占比36%，不及格占比4%；圖2（b）所示為2019級學生的成績分布情況，其中成績優秀占比10%，良好占比39%，中等占比22%，及格占比26%，不及格占比3%；在兩年考核難度相似的情況下，說明通過課程思政教學取得了較好的效果，幫助學生更好地掌握了理論課內容，提升了“物理光學”課程的教學效果。

在思政題目得分方面，近兩年期末試卷中思政題目占總分的10%。從答題結果來看，2018級學生在上課過程中沒有加入思政教學內容，對于思政題目的理解不夠準確，回答內容的描述不夠完整，對問題的體會不夠深刻，思政題目總分10分，平均得分5.2分；2019級學生，在課堂上加入思政教學內容，經過課程思政培養，在思政題目回答過程中，學生對于問題的認識更為深刻，回答內容更為完整、生動，平均得分6.8分。從分數結果來看，思政教學起到了思想政治教育的作用，使學生樹立了正確的民族觀、歷史觀、文化觀，培養了學生務實、拼搏、勇于創新以及無私奉獻等優秀品質。

為了進一步分析課程思政教學效果，對2019級的學生做了問卷調查，其中針對課程思政教學目標設置兩個問題，了解學生對課程內容及思政內容的掌握情況。表1給出了2019級學生關于“物理光學”課程問卷調查中問題1的調查結果。表1中的結果數據，反映出對于課程知識內容及思政內容，大部分學生能夠很好地掌握，與期末試卷成績分布趨于一致。

通過“物理光學”課程思政開展實踐教學，使學生對于“物理光學”課程知識點內容有了更為深刻的理解與認識，對于物理光學的應用領域及相關技術有了進一步的了解，對專業發展有了自信。在期末考試中，思政題目的回答更為準確，得分率普遍提高，總成績有所提高。通過問卷調查，學生對于課程知識點、德育培養目標有了更為深刻的理解，說明課程思政取得了較好的效果。課程思政不僅在德育方面起到了較為明顯的培養效果，還對學生在“物理光學”課程內容學習方面起到了促進作用。

結語

“物理光學”是光電信息技術類專業中重要的專業基礎課，課程結合“天問一號”工程案例，充分挖掘項目中包含的思政元素。圍繞課程知識點內容、課程思政目標開展典型的教學方案及教學案例的設計，將課程思政融入“物理光學”課程建設中，充分發揮了專業基礎課的德育功能，使學生在學習課程理論內容的同時，通過思政教學，激發學生創新意識，增強民族自尊心、自豪感；通過引入航天精神，進一步加強學生的道德素養、科學精神、家國情懷；通過“天問一號”探空探測器實例，將工匠精神等思政元素有機融入，起到了提升課程品質的重要作用。同時，結合教學實例的哲學思想、人生觀、價值觀、實踐觀的輸入，對加深課程內容的理解起到了潛移默化的作用，發揮了課程思政教學功效，實現了課程育人育才的目標。

參考文獻

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［10］鄭永春.天問與祝融：中國擁抱火星！［J］.科學，2021，73（4）：1-4.

Research and Practical Exploration for Curriculum Ideology and Politics of Physical Optics Course

ZHU Shuo， WANG Wei， WU Li

（College of Electronic Information Engineering， Wuxi University， Wuxi， Jiangsu 214105， China）

Abstract： Collaborative education of integrating ideological and political elements into professional courses， focusing on cultivating college students’ ideals， beliefs， value orientations， and sense of social responsibility， can enhance their cultural confidence and national pride， and enable students to become well-rounded talents with both morality and talent. Physical optics， as a fundamental course for students majoring in optoelectronics， plays a crucial role in the curriculum system. Based on the characteristics of the course and combined with the Tianwen-1 probe project， research and practical exploration of curriculum ideology and politics in physical optics courses are carried out. Ideological and political elements are integrated into course knowledge points， teaching cases are designed with engineering examples， and practical teaching is conducted. The practical teaching results reflect the effective combination of theoretical teaching and ideological and political education in the physics optics course， fully leveraging its professional foundation and moral education role， and further achieving the teaching goal of educating and nurturing talents through this course.

Key words： Physical Optics; ideological and political education; practice; teaching